Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Skuteczność syntetycznych zeolitów w usuwaniu metali ciężkich i substancji organicznych z roztworów wodnych

Medykowska Magdalena

Wiadomości Chemiczne

|

2023

|

[Z] 77, 1-2

97--117

EN

With constantly increasing ecological needs, it is necessary to look for suitable solutions aimed at purifying the water and soil environment. Synthetic zeolites, i.e. porous, ion-exchangeable, acid- and heat-resistant, sodium and calcium aluminosilicates, may be the answer to this demand. This paper presents the adsorption capabilities of two synthetic zeolites (Na-X, Na-P1) obtained via hydrothermal reaction of aqueous sodium hydroxide and high-carbon fly ash. For this purpose, the experiment was conducted with adsorbates from two groups: heavy metals (Pb(II), Zn(II)) and organic substances (polymer - poly(acrylic acid) (PAA), nonsteroidal anti-inflammatory drug – diclofenac (DCF)). Adsorption was carried out in single and mixed adsorbate systems (metal-metal; metal-organic substance; organic substance-organic substance). The adsorption capacity of the studied zeolites was determined relative to Pb(II), Zn(II) and DCF. Desorption processes were also carried out to illustrate the regeneration abilities of the examined porous materials. In addition, the structure of the electrical double layer was characterized using potentiometric titrations and electrophoretic mobility measurements. The highest adsorbed amounts of heavy metals in single systems are observed for Na-X, i.e. 322.1 mg/g Pb(II) and 332.5 mg/g of Zn(II). In the case of Na-P1 zeolite, these amounts were 332.9 mg/g and 103.6 mg/g for Pb(II) and Zn(II), respectively. In mixed adsorbate systems there is a decrease in heavy metal adsorption, after the addition of both another metal or organic substance. In the first case, the decrease is small - the adsorption of Pb(II) on Na-X drops to 309.36 mg/g. In contrast, in mixed systems in the presence of anionic organic substances, the decrease in the amount of adsorbed ions is much greater. In the presence of DCF, Pb(II) adsorption on Na-X decrease to 98.7 mg/g, whereas on Na-P1 to 99.7 mg/g. The main mechanisms of the adsorption process in such systems are: competition for the adsorbent's active sites and the formation of complexes between adsorbates of opposite ionic character. However, the addition of a heavy metal causes increase of the drug adsorption. In the case of Pb(II) ions, the amount of DCF adsorbed on Na-X increases from 6.68 mg/g to 12.86 mg/g, and a slight decrease is observed on Na-P1. On the other hand, in the presence of PAA, DCF adsorption on Na-X decreases to 5.86 mg/g. Moreover, the synthesized adsorbents can be successfully regenerated with hydrochloric acid (in the single and mixed systems containing heavy metals). The addition of Pb(II)/Zn(II) and PAA causes a decrease in the zeta potential of the examined zeolites, whereas the addition of DCF increases this parameter. In turn, the surface charge density decreases in the presence of each adsorbate. It was proved that both synthetic zeolites can be successfully used in soil and water purification processes in continuously improved procedures.

2

Wpływ surfaktantów na właściwości adsorpcyjne substancji organicznych i jonów metali ciężkich w układach koloidalnych

Chibowski Stanisław, Wiśniewska Małgorzata

Wiadomości Chemiczne

|

2021

|

[Z] 75, 9-10

1181--1202

EN

The main purpose of this paper is description of the mechanisms governing the adsorption process of organic substances (such as polymers and dyes soluble in water) and inorganic substances (i.e. heavy metal ions) on the solid surface in the presence of synthetic surfactants of various ionic nature (anionic SDS, cationic CTAB and nonionic Triton X-100). The following polymers were applied: polyacrylamide, poly(ethylene glycol), poly(vinyl alcohol) and poly(acrylic acid). Moreover, the mono-, di- and triazo dyes with acidic, reactive and direct characters were used. Metal oxides – both simple (alumina, zirconia, titania) and mixed (double: silica-alumina, silica-titania and triple: alumina-silica-titania), as well as activated carbons obtained from biomass and peat were applied in the role of adsorbents. The effects of solution pH, ionic character of adsorbate, its molecular weight, elemental composition of the solid, its acid-base properties and textural structure, were determined. The understanding of the phenomena occuring at this type of interface is extremaly important for the effective control of colloidal suspensions stability, which is essential for practical applications. The formation of mixed adsorption layers composed of polymer-surfactant, dye-surfactant or polymer-surfactant-metal ion complexes results in many cases in a significant modification of the surface properties of solids, which is manifested not only by the changes in amount of bound adsorbate, but also by the changes in the structure of electrical double layer. The analysis of the obtained results indicated two main mechanisms of the surfactants influence on the adsorption process of organic and inorganic substances in colloidal systems containing a highly dispersed solid. The first one is the formation of polymer-surfactant, dye-surfactant or polymer-surfactant-metal complexes through both hydrophobic and electrostatic interactions, which show different affinity to the adsorbent surface. In most of the examined systems, these complexes were effectively bound at the solid-liquidinterface, which resulted in the adsorption increase of polymer, dye and heavy metal ions. The second important mechanism is the competition of surfactant molecules and other adsorbates for the active sites of the solid surface (the components of mixed adsorbates had the same ionic character). As a result of these two processes, mixed adsorption layers with a specific structure were formed, which determined the stability of the colloidal suspension.

3

The structure of electrical double layer formed on the kaolinite surface in the mixed system of cationic polyacrylamide and lead (II) ions

Fijałkowska Gracja, Wiśniewska Małgorzata, Szewczuk-Karpisz Katarzyna

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2019

|

Vol. 55, iss. 6

1339--1349

EN

The bioavailability of toxic heavy metalsfor organisms depends mainly on the soil physicochemical properties, i.e. type and granulometric composition, pH value, redox potential, individual fractions content and microorganisms presence. The addition of artificial fertilizers rich in humic substances or polyacrylamide soil flocculants may also affect the content of easily absorbed heavy metal forms. Due to their chelating properties, the added substances can bind metal ions in the form of complexes characterized by low mobility in soil environment. As a consequence, the immobilization process takes place, which is a desirable phenomenon for organism health.The aim of the study was to determine the structure of electrical double layer formed on the kaolinite surface in the mixed system of cationic polyacrylamide and lead(II) cations. The influence of cationic PAM presence on the Pb(II) ions sorption on the kaolinite surface as well as heavy metal ion addition on the polymer adsorbed amount on the same clay mineral were studied. The adsorption and electrokinetic properties of studied kaolinite/CT PAM/Pb(II) systems were determined based on the spectrophotometric study, zeta potential measurements as well as potentiometric titration.

4

Wybrane problemy mikroobróbki elektrochemicznej ultrakrótkimi impulsami napięciowymi

Skoczypiec S.

Mechanik

|

2013

|

R. 86, nr 2

108--112

PL

Jednym z najbardziej efektywnych sposobów zwiększania dokładności obróbki elektrochemicznej (ECM) jest prowadzenie procesu z zastosowaniem impulsów napięciowych. W jednej z odmian stosuje się impulsy napięcia o czasie < 500 ns, co umożliwia obróbkę mikroelementów z dokładnością < 0,01 mm. Ze względu na zjawiska wykorzystane do zwiększenia dokładności ta odmiana ma szereg ograniczeń, będących barierą szerszego zastosowania w przemyśle. W artykule scharakteryzowano mikroobróbkę elektrochemiczną ultrakrótkimi impulsami, przedstawiono podstawy fizyczne procesu oraz perspektywy i przykłady zastosowania. Omówiono również ograniczenia związane z zastosowaniem oraz przystosowaniem tego procesu do warunków przemysłowych.

EN

One of the most effective ways to increase electrochemical machining (ECM) accuracy is carry out the process with application of ultrashort voltage pulses. In one of electrochemical micromachining variants the pulse time is less than 500 ns, what gives the possibility to obtain significantly high accuracy (< 0,01 mm). Because the phenomena used for accuracy increase this variant has number of limitations in the industrial use. In the paper ultrashort voltage pulses electrochemical micromachining has been characterized and the physical basis of this process has been described. Based on this information the perspectives and limitations of process adaptation to industrial conditions has been explained.

5

Adsorption of Ca(II) and Fe(III) ions at the SnO2/electrolyte solution interface

Janusz W., Skwarek E.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 46

72-82

EN

Adsorption of Ca(II) and Fe(III) ions at the SnO2/NaCl solution interface as well as the effect of adsorption on the structure of electrical double layer were presented in this paper. The influence of ionic strength, pH and presence of ions on adsorption of Ca(II) and Fe(III) at the SnO2/NaCl solution interface were also investigated. Adsorption was investigated in the pH range of 2 to 10. The zeta potential, surface charge density, adsorption density, pH50% and ΔpH10-90% parameters for different concentrations of carrying electrolyte were presented. The adsorption reaction constants involving the surface hydroxyl groups were determined using the numerical optimization method.

PL

Cyna i jej związki mają szereg praktycznych i istotnych zastosowań od wielu lat. Obecnie zasoby naturalne cyny są nieduże. Szacuje się, że wystarczą na około 40 lat. Dlatego należy podjąć próbę odzysku cyny z materiałów zawierających ten pierwiastek. Przeprowadzono pomiary adsorpcji jonów wapnia i żelaza, dla jego różnych stężeń początkowych, w funkcji pH dla układu SnO2/roztwór NaCl. Kształt krzywej adsorpcji w funkcji pH ma postać krawędzi adsorpcji. Wzrost stężenia początkowego jonów Ca(II) i Fe(III) powoduje przesunięcie krawędzi w kierunku zasadowym w skali pH. Wyznaczono charakterystyczne parametry krawędzi adsorpcji tj. pH50% i ΔpH10-90%. W oparciu o zależność adsorpcji od pH obliczono również stałe adsorpcji jonów Ca(II) i Fe(III). Zależność gęstości ładunku powierzchniowego od pH w obecności jonów Ca(II) i Fe(III) jest w dobrej korelacji z zależnością adsorpcji jonów Ca(II) i Fe(III) od pH. Adsorpcja jonów Ca(II) i Fe(III) na powierzchni SnO2 prowadzi do wzrostu stężenia grup ujemnie naładowanych

6

DC-induced acoustic emission in saturated sand models of sedimentary rock

Sobotka J.

Acta Geophysica

|

2010

|

Vol. 58, no. 1

163-172

EN

The results of laboratory experimental studies of the DC-induced acoustic emission (AE) in saturated sand models of sedimentary rock are presented. It is shown that direct current acting on a geological medium generates acoustic vibrations in it. The experimental methodology is based on recording acoustic pulses generated by the rock model (sample) when the electric field is applied. The amplitude-frequency parameters of the AE signals depend on petrophysical properties of the solid phase, on the salinity of porous medium, and the electric field (current intensity and voltage). The above research is the first step towards the full identification of the characteristics of the AE signals generated by rocks in a DC electric field.

7

Longitudinal ultrasonic waves in DC electric field

Sobotka J.

Acta Geophysica

|

2009

|

Vol. 57, no. 2

247-256

EN

The results of experimental studies of the propagation of longitudinal waves in saturated rock samples in which there is a flow of electric charges are presented. It is shown that the electric field affects elastic parameters in heterophase media by changing their dynamic characteristics. The aim of the study of the effect of electric field on the propagation of elastic waves in saturated porous media was to determine the optimum conditions for this effect, and to construct a set of effective parameters which could be used to increase the effectiveness of seismoacoustic prospecting methods, particularly acoustic logging, and be helpful for developing new methods of increasing the effectiveness of oil extraction from productive wells.

8

The Electrical Double Layer at the Hydroxyapatite/NaClO4 Solution Interface

Janusz W., Skwarek E., Złotucha A., Reszka M.

Polish Journal of Chemistry

|

2008

|

Vol. 82, nr 1-2

57-67

EN

Physicochemical properties of hydroxyapatite [Ca10(OH)2(PO4)6] samples surface were studied and physicochemical quantities characterizing the electrical double layer of the hydroxyapatite/NaClO4 solution interface were determined. The investigated samples were synthesized by two methods. Hydroxyapatite (HAP) was investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), adsorption-desorption of nitrogen (ASAP), photon correlation spectroscopy (PCS), infrared spectroscopy (IR), and AFM microscope. The surface area, the average volume of pores and the size of particles of hydroxyapatite of the samples were determined. The surface charge density and the potential were studied as a function of pH and the point of zero charge and the isoelectirc point of samples were determined. On the basis of potentiometric titrations the values of surface ionization and complexation constants were calculated.

9

Adsorption of heavy metal ions at the Al2O3-SiO2/NaClO4 electrolyte interface

Skwarek E., Matysek-Nawrocka M., Janusz W., Zarko V. I., Gun'ko V. M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2008

|

Vol. 42

153-164

EN

The study on adsorption of heavy metals (Cd(II), Ni(II) and Pb(II)) at the Al2O3-SiO2/electrolyte solution interface is presented in this paper. The influence of ionic strength, pH, background electrolyte (NaClO4) concentration and composition of metal oxide on adsorption of Cd(II), Ni(II) and Pb(II) from solution of initial concentration ranged from 1×10-6 to 1×10-3 mol/dm3 in the mentioned system was investigated. The adsorptions edge parameters (pH50% and pH10-90%) for different concentrations of electrolyte were presented. The adsorption measurements were complemented by the potentiometric titration of Al2O3-SiO2 suspensions and electrophoretic measurements. Charge reversal point (CR2) can be observed for solution concentration of 10-3 mol/dm3 as a result of Cd(II), Ni(II) and Pb(II) ions adsorption.

PL

Kadm, ołów i nikiel są toksycznymi metalami ciężkim, który stanowią wciąż poważne zagrożenie dla organizmów żywych. W środowisku naturalnym oraz w wielu procesach technologicznych mamy do czynienia ze skomplikowanymi układami gdzie występują obok siebie tlenki typu Al2O3-SiO2 oraz jony metali ciężkich. Przeprowadzono badania adsorpcji jonów niklu, kadmu i ołowiu dla różnych stężeń początkowych, w funkcji pH dla układów AS1, AS3, AS8/roztwór NaCl. Kształt krzywych adsorpcji w funkcji pH ma postać krawędzi adsorpcji. Wzrost stężenia początkowego jonów metali ciężkich, powoduje przesunięcie krawędzi w kierunku zasadowym skali pH. Wyznaczono charakterystyczne parametry krawędzi adsorpcji tj. pH50% i apH10-90%, w oparciu o zależność adsorpcji od pH stosując model TLM, obliczono równieS stałe reakcji adsorpcji jonów Ni(II), Cd(II), Pb(II) metodą optymalizacji numerycznej. Zależność gęstości ładunku powierzchniowego od pH w obecności jonów metali ciężkich, jest w dobrej korelacji z zależnością adsorpcji jonów Ni(II), Cd(II), Pb(II) od pH. Adsorpcja badanych jonów na powierzchni AS1, AS3, AS8 prowadzi do wzrostu stężenia grup ujemnie naładowanych.

10

Electropolishing and chemical passivation of austenitic steel

Baron A., Simka W., Nawrat G., Szewieczek D.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2008

|

Vol. 31, nr 2

197-202

EN

Purpose: The aim of the paper is investigations a dependence between the parameters of the electrochemical treatment of austenitic steel and their electrochemical behavior in Tyrod solution. Design/methodology/approach: Specimens (rode 30 mm × Ø1 mm) were to give in to the surface treatment-mechanically polishing, electrolytic polishing and passivation with various parameter. Electrochemical investigations concerning the corrosion resistance of austenitic steel samples were carried out by means of the potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy method. Findings: The analysis of the obtained results leads to the conclusion that chemical passivation affects also the chemical composition of the passive layer of steel and changes its resistance to corrosion. Electrolytic polishing improves corrosion resistance, as can be proved by the shift of the value of the corrosion potential and breakdown potential of the passive layer and the initiation of pittings. Research limitations/implications: The obtained results are the basis for the optimization of anodic passivation parameters of the austenitic steel as a metallic biomaterial. The future research should be focused on selected more suitable parameters of the electrochemical impedance spectroscopy test to better describe process on the solid/ liquid interface. Practical implications: In result of the presented investigations it has been found that the best corrosion resistance can be achieved thanks to the application of electrolytic polishing of the steel in a special bath and chemical passivation in nitric (V) acid with an addition of chromic (VI) acid temperature t = 60°C for one hour. Originality/value: The enormous demand for metal implants has given rise to a search for cheap materials with a good biotolerance and resistance to corrosion. Most commonly used are steel implants assigned to remain in the organism for some limited time only. It was compare two electrochemical methods: potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy.

11

The application of electrokinetic zeta potential for determining electrostatic properties of dielectric liquid mixtures.

Zdanowski M., Kędzia J.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2007

|

Vol. 46, nr 19

205-208

EN

The paper presents research results of electrokinetic zeta potential that exists in the electrical double layer on the border of the solid and liquid phases. For zeta potential examination, samples in the colloid form were used, the continuous (dispersing) phase of which was constituted by dielectric liquid mixtures formed on the base of simple hydrocarbons (hexane, cyclohexane, toluene), and the solid (dispersed) phase was constituted by materials in a disintegrated form (aluminum, copper, steatite, Al-70). The measurements were taken with Zetasizer 2000 - by Malvern Instruments (UK). Volume density of charge qw on the border of the solid and liquid phases, responsible for generation of electrostatic charges, was determined based on the measured zeta potential and physicochemical properties of the liquids under study.

12

Structure of electrical double layer at the Al2O3-SiO2/electrolyte solution interface

Janusz Wł., Skwarek E., Zarko V. I., Gun'ko V. M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

215-225

EN

The structures of the electrical double layer at the Al2O3-SiO2/NaClO4 interface with different alumina-to-silica ratios were interpreted using the surface complexation model. The surface charge and potential ζ of the system has been determined as a function of pH for 0.1, 0.01, and 0.001 mol/dm3 solutions of NaClO4. A significant difference in the pH values of IEP and point of zero charge was observed for Al2O3-SiO2 samples. The ionization and complexation constants have also been determined.

PL

Badania właściwości powierzchniowych tlenków mieszanych są ważne z praktycznego i teoretycznego powodu, ponieważ są szeroko rozpowszechnione w glebach i nowoczesnych technologiach np. jako katalizatory. Struktura podwójnej warstwy elektrycznej na granicy faz Al2O3-SiO2/NaClO4, z różną zawartością objętościową tritlenku glinu w badanych układach została zinterpretowana przy użyciu odpowiedniego modelu pwe. Określono gęstość ładunku powierzchniowego i wartość potencjału dzeta w zależności od pH dla następujących stężeń elektrolitu 0.1, 0.01 i 0.001 mol/dm3 NaClO4.Obliczono stałe jonizacji i kompleksowania metodą optymalizacji numerycznej dla poszczególnych układów oraz porównano wartości gęstości ładunku powierzchniowego wyznaczonego metodą miareczkowania potencjometrycznego do wyznaczonego teoretycznie.

13

Electrical double layer the Cu2O/aqueous solution of alkali metal chlorides interface

Janusz Wł., Gałgan A., Reszka M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

161-174

EN

Cuprite, copper oxide (I), is commonly found as an oxidation product of copper sulphides in the upper zones of copper deposits. This oxide in a dispersion form has found wide application. The structure of its double layer at copper oxide/electrolyte solution interface was not described yet because of its relatively high solubility and redox reactions. Experiments, presented in the paper, were performed on the copper oxide sample obtained by reduction of alkaline solution of copper(II) acetate by glucose. Surface charge density measurements were taken by potentiometric titrations taking into account solubility of the oxide. Zeta potential versus pH was calculated from electrophoretic measurements of the Cu2O in 1:1 electrolyte solutions of alkali metal chlorides. Adsorption density of the background electrolyte was measured as a function of pH. To avoid CuCl precipitation all measurements were taken at concentrations lower than 0.001M of Cl-. Basing on surface charge density versus pH dependence the ionization and complexation reaction constants were calculated.

PL

Kupryt czyli tlenek miedzi (I) jest jednym z głównych minerałów miedzi. Występuje on również w tzw. strefie utleniania złóż zasobnych w siarczkowe minerały miedzi. Tlenek ten stosowany jest jako katalizator częściowego utlenienia niektórych alkenów, a także jest on lepszym od miedzi katalizatorem utleniania CO w związku z czym może być użyty do kontroli spalin samochodowych. Ponadto Cu2O jest składnikiem farb do pokrywania dna statków, stosowany jest barwienia szkła i porcelany. Jako półprzewodnik, Cu2O, jest także od kilkudziesięciu lat przedmiotem badań mających na celu wykorzystanie go w ogniwach słonecznych. Badania przedstawione w pracy prowadzono na próbce otrzymanej przez redukuję glukoza zasadowego roztworu octanu miedzi (II). Przeprowadzono pomiary gęstości ładunku powierzchniowego metodą miareczkowania potencjometrycznego z uwzględnieniem rozpuszczalności tlenku. Metodą elektroforetyczną wyznaczono zależność potencjału zeta na granicy faz Cu2O / roztwór elektrolitu 1:1 chlorków metali alkalicznych. Wyznaczono zależność adsorpcji jonów elektrolitu nośnego w funkcji pH. W celu uniknięcia wytrącania się CuCl pomiary prowadzono w roztworach o stężeniu nie wyższym niż 0,001M W oparciu o zależność gęstości ładunku powierzchniowego od pH obliczono wartości stałych równowag reakcji jonizacji i kompleksowania.

14

Adsorption of Ni(II) ions at the Fe2Tio5/electrolyte solution interface - the electrical double layer structure

Skwarek E., Janusz Wł.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

149-159

EN

Physicochemical properties of Fe2TiO5 (pseudobrookite structure) surface was studied and basic properties of electrical double layer of the Fe2TiO5/NaCl+Ni2+ solution system were described. The adsorption of Ni (II) at the pseudobrookite/aqueous solutions interface was studied over the pH range of 3 to 11. The influence of ionic strength, pH, and presence of ions was researched. ć potential, surface charge density, adsorption density, pH50% and ΔpH10-90% parameters for different concentrations of background electrolyte were presented. The adsorption constants of surface hydroxyl groups’ reactions were determined using numerical optimization.

PL

Związki tytanu występujące w postaci dyspersji są stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Wśród nich właściwości powierzchniowe zostały dobrze opisane dla ditlenku tytanu, natomiast niektórych związków tytanu są nieznane, należy do nich Fe2TiO5 występujący w przyrodzie jako pseudobrukit. Przeprowadzono pomiary adsorpcji jonów niklu, dla jego różnych stężeń początkowych, w funkcji pH dla układu Fe2TiO5/roztwór NaCl. Kształt krzywej adsorpcji w funkcji pH ma postać krawędzi adsorpcji. Wzrost stężenia początkowego jonów Ni(II), powoduje przesunięcie krawędzi w kierunku zasadowym skali pH. Wyznaczono charakterystyczne parametry krawędzi adsorpcji tj. pH50% i ΔpH10-90%. W oparciu o zależność adsorpcji od pH stosując model TLM, obliczono również stałe reakcji adsorpcji jonów Ni (II) metodą optymalizacji numerycznej. Zależność gęstości ładunku powierzchniowego od pH w obecności jonów Ni (II), jest w dobrej korelacji z zależnością adsorpcji jonów Ni (II) od pH. Adsorpcja jonów niklu na powierzchni Fe2TiO5 prowadzi do wzrostu stężenia grup ujemnie naładowanych.

15

Wpływ podwójnej warstwy elektrycznej na dyfuzję jonów w zaczynie cementowym

Kotwica Ł.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 104

179-186

PL

W artykule przedstawiono znaczenie elektrycznej warstwy podwójnej dla procesów transportu jonów w stwardniałym zaczynie cementowym. Omówiona została budowa podwójnej warstwy elektrycznej oraz parametry ją charakteryzujące.

EN

Significance of electrical double layer on ion diffusion through hardened cement paste were described. Electrical double layer structure and parameters used for its characterization were discussed.

16

Adsorption of Ni (II) ions at the FeTiO3/NaCl interface - structure of electrical double layer

Janusz Wł., Skwarek E.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2005

|

Vol. 39

77-88

EN

The influence of ionic strength, pH, and presence of ions on adsorption of Ni(II) at the FeTiO3/NaCI solution interface was investigated. Measurements of adsorption of Ni(II) ions at the FeTiO3/electrolyte solution interface was presented. ζ potential, surface charge density, adsorption density, pH 50%. and ΔpH 10%-90% parameters for different concentrations of carrying electrolyte were presented. The adsorption constants of surface hydroxyl groups were determined using numerical optimization.

PL

W środowisku naturalnym rudy niklu występują obok ilmenitu, dlatego też badania adsorpcji niklu na powierzchni FeTi03 mogą mieć pewne znaczenie praktyczne. Materiał wykorzystany do badań był komercyjny, metody analityczne stosowane to miareczkowanie potencjometryczne oraz pomiary elektrokinetyczne. Adsorpcję jonów niklu prowadzono w różnym stężeniu na granicy faz FeTiO3/NaCl. Określono wpływ: pH, siły jonowej elektrolitu na obecność jonów niklu w roztworze. Wyznaczono następujące parametry charakteryzujące pwe: potencjał ζ, gęstość ładunku powierzchniowego, gestość adsorpcji oraz parametry krawędzi adsorpcji: pH50% i ΔpH10-90%. Na podstawie zmian ładulnku powierzchniowego w skali pH obliczono stale jonizacji i kompleksowania grup hydroksylowych na granicy faz ilmenit/roztwór metodami: Devisa, Schwanbacha i optymalizacji numerycznej.

17

Podwójna warstwa elektryczna i jej znaczenie w chemii tworzyw cementowych

Kotwica Ł.

Materiały Ceramiczne

|

2005

|

R. 57, nr 2

87-94

PL

W artykule przedstawiono zaczyny cementowe w stanie świeżym jak i stwardniałym z punktu widzenia chemii koloidów. Na podstawie literatury podjęto próbę omówienia podstawowych zagadnień chemii koloidów w zastosowaniu do układów cementowych. Ukazano zaczyn cementowy jako układ zdyspergowany ciało stałe - ciecz, w którym bardzo istotne znaczenie odgrywają zjawiska powierzchniowe. Rozważano wpływ podwójnej warstwy elektrycznej i jej parametrów przede wszystkim potencjału zeta, na zjawiska zachodzące w układach cementowych, takie jak właściwości reologiczne, struktura świeżego zaczynu, przebieg reakcji hydratacji cementów jak i dodatków mineralnych, wpływ domieszek chemicznych, reakcje w stwardniałym zaczynie, dyfuzja jonów. Dokonano przeglądu i oceny dostępnych metod badawczych potencjału zeta.

EN

Cement pastes were shown from electrochemical point of view. An attempt was made to describe some basic aspects of colloid science applied to cement based materials. Cement paste was shown as a solid - liquid disperse system, in which superficial phenomena acts an important role. Electrical double layer parameters, especially zeta potential, influence on some paste properties were considered. Those properties were: rheology, fresh paste structure, cement and mineral additives hydration process, influence of chemical admixtures, reactions in matured, hardened paste, ion diffusion. Main zeta potential measurement techniques were described and evaluated.

18

Electrical Double Layer at Zirconium Silicate/Electrolyte Solution Interface

Janusz W., Skwarek E., Gałgan A.

Polish Journal of Chemistry

|

2002

|

Vol. 76 / nr 5

745-754

EN

Parameters of the electrical double layer at zirconium silicate/aqueous sodium chloride interface were estimated from potentiometric titrations, background electrolyte ions adsorption and electrophoretic measurements data. Using numerical optimization the ionization and complexation constants of surface hydroxyl groups were determined. The best fit of calculations to the experimental data was achieved by assuming two kinds of surface hydroxyl groups that differ in acid-base properties.

19

Electrical double layer at manganese oxides/1:1 electrolyte solution interface

Janusz Wł., Gałgan A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2001

|

Vol. 35

31-41

EN

Results of the investigations of the electrical double layer (edl) at manganese oxides/ aqueous solution of alkali metal chlorides interface are presented. The solid phase in the experiments consists of Mn2O3 or MnO2. Dzeta potential ( ) and surface charge (?0) measurements for the mentioned oxides were performed in 0.1- 0.001M solutions of LiCl, NaCl and CsCl. On the basis of surface charge density as a function of pH and ionic strength data the ionization and complexation constants of surface hydroxyl groups were calculated. The surface charge measurements and cation adsorption data indicated that the sequence of the adsorption of alkali metal cations is Li> Na>Cs.

PL

Przedstawiono wyniki badań podwójnej warstwy elektrycznej na granicy faz tlenki manganu/wodny roztwór chlorków metali alkalicznych. Badania prowadzono nad właściwościami granicy faz w których fazę stałą stanowiły tlenki manganu; Mn2O3 i MnO2. Pomiary . i ładunku powierzchniowego (.0) dla wyżej wymienionych tlenków przeprowadzono w 0.1-0.001M roztworach LiCl, NaCl, CsCl. W oparciu o zależności gęstości ładunku powierzchniowego, potencjału . od pH i stężenia elektrolitu obliczono stałe jonizacji i kompleksowania powierzchniowych grup hydroksylowych tlenków. Na podstawie pomiarów ładunku powierzchniowego oraz przez bezpośredni pomiar adsorpcji kationów określono następująca sekwencję adsorpcji kationów Li>Na>Cs.

20

Electrostatic interactions of colloid particles in mixed electrolytes

Warszyński P., Adamczyk Z.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Chemistry

|

2001

|

Vol. 49, No. 1

101-114

EN

Electrostatic interactions of two spherical particles immersed in an electrolyte mixture were analyzed theoretically. A numerical scheme was developed for solving the governing Poisson-Boltzmann equation expressed in the bispherical co-ordinate system. The method was based on the alternating direction over-relaxation procedure using the Newton-Raphson iteration. The novelty of the algorithm consists in using the grid transforming functions enabling a more uniform distribution of mesh points in regions characterized by strong electric field. Using the numerical method, electric potential distribution (within and outside the sphere) was calculated which allowed one to determine the effective surface potential of a spherical particle immersed in a mixture of electrolytes. The interaction energy of particles as a function of their separation was also determined numerically for various amounts of a 2:1 electrolyte added to a 1:1 electrolyte. These energy profiles were compared with analytical approximations derived using the linear superposition approach (LSA) exploiting the effective potential determined previously. It was demonstrated that the LSA can be used as a good estimate of the potential distribution and interaction energy for distances between particles exceeding the double-layer thickness. It was also shown that a small addition of the 2:1 electrolyte decreased significantly the interaction energy between particles, which has implications for colloid stability.